建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性研究

时间:2021-03-11 20:11 | 栏目:建筑工程论文 | 浏览:次

硕士论文网第2021-03-11期，本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇建筑工程论文文章《建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性研究》，供大家在写论文时进行参考。

摘要：如今是低碳经济的时代，在这个大背景之下，用电量也逐渐增大。在高层建筑中，用电的安全性是住户考虑的问题之一，低压供配电是城市用电的主要方式之一。因此，本文就建筑电气中低压供配系统可靠性的评价办法、影响因素、以及如何提高电气设计中低压供配系统的可靠性等三个方面进行了表述，以供业界参考。

关键词：建筑电气设计；低压供配电系统；系统安全性

1 低压供配系统在建筑电气设计中可靠性的评价办法

1.1 解析评价法

解析法也叫数学模型法，是指把低压供配系统在建筑电气中的运用建立一个数字模型，通过对数字模型的分析与研究得出结论，然后对结论结合实际需求进行评估，最终得出判断，低压供配系统在建筑电气设计中是否可靠。这种评价方法有利有弊，其优点在于高准确性评价结果，缺点就是这种方法对于数字模型建立要求的设备数据量较大，而且分析难度相较于其他的方法困难，不是适用于广泛应用。

1.2 人工智能评价法

人工智能法相对与其他方法来说，其比较方便、简单，但是误差大，使用范围不广。人工智能法是利用生物发电的功能，将建筑电气设计中低压供配系统中的应用，以生物模拟的办法来评价系统是否可行，对于选择的生物，需要有对应的发电功能，例如土豆发电。由于此办法的误差较大，不建议广泛使用，但是在该领域中，可以根据需要使用，使低压供配系统更加可靠。

1.3 模拟评价法

模拟法的前提是需要一定的假设条件和数据，分为物理模拟和数学模拟，常用的有蒙特卡洛、三角形等，建筑电气中低压供配系统模拟法是指利用两种常用方法相结合，建立一个实验模型，然后研究实验模型得到结论的办法，这种方法的准确性高，可行性强，是适合广泛运用的一种分析方法。通过对模型中反复生成的时间序列进行分析研究，然后判断建筑电气设计中低压供配系统是否有效可行。

2 低压供配电系统可靠性的影响因素

2.1 接地设备的质量

接地设备是建筑电气中比较重要的组成部分，接地设备的质量严重影响低压供配系统的使用安全性，在很多高层建筑设计中，修建单位并不注意接地设备的质量，对接地处的处理也不到位，由于这样不负责任的做法，导致接地处方式杂乱、管理困难等。高层建筑中，如果接地不按照国家标准进行操作，使用的设备质量不达标，就会导致低压供配电系统出现问题，系统出先安全性问题的风险变大。

2.2 变压器及保护装置

变压器是一种能够改变交流电压的装置，因此在高层建筑的电气设计中，一般都会有变压器的存在，变压器的安装位置和使用类型很重要，这会影响低压供配系统的使用稳定性，一般根据楼层的高低，决定变压器的安装位置。很多高层建筑中，建筑电气系统存在很多问题，在低压供配系统方面出现问题的频率比较高，有的未配备安全保护装置，导致漏电发生的瞬间不能进行监测，或是安装的安全装置不合格，起不到监测的作用，增加了安全问题的发生，例如触电事故、漏电引起的火灾等不安全问题的出现，对建筑使用着或是其他人造成不必要的危害和损失。

2.3 漏电原因

在高层建筑电气设计中，漏电保护措施主要存在两方面的问题，一个是漏电保护器的使用状态，有的漏电保护器一直处于异常状态，失去了保护器该有的作用，一个是保护器一直处于正常的工作状态，长期正常的工作，导致保护器的灵敏度降低，降低了保护器的使用寿命和工作性能。漏电保护装置的配备，是对低压供配电系统正常运行的一种有效的措施与手段，能够有效的预防触电事故和漏电火灾的发生。具体的流程是当电流短路，感应器温度升高达到临界值，就会自动跳闸，关闭电源，预防势态更进一步的恶化，这种设置能够有效的保障用户的生命安全。

2.4 负荷密度分布不均

影响负荷密度的主要因素是用户量，在高层建筑中，或是复合型大楼，底层用户一般是商业用电，而高层是居民用电，因此用户的负荷量也是不同的，明显商业用电的负荷量是大于居民用电的负荷量，而住宅性大楼的居民用电量也是有所差异的，有的用户家里电器多，有的少，因此在负荷密度不同的时候，可以根据实际情况选则不同的配电方式，或是在接线时，根据用户的分布情况，通过隔离器的方式来解决这一问题。

3 提高建筑电气设计低压供配电系统可靠性的办法

3.1 接地设计

在低压供配系统系统中，一共有三种系统模式，分别是 TN-C、TT、IT三种系统，TN-C 系统是三相四线制供电，分别引出 L1、L2、L3、PEN。PEN为保护接零方式，即设备外壳连接到工作零线上，通常 PEN 要在用电侧进线处做重复接地。节省线路有色金属，工业供电常用，三相负荷相对平衡运行时，PEN 线上的电流一般不太大，民用建筑不用。TN-S 系统是三相五线制供电，分别引 L1、L2、L3、N、PE、N 为工作零线，PE 为专用保护接地线，即设备外壳连接到 PE 上，因为用 5 线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，一般 N 为专用，平时 PE 不导电，安全性好。无论什么方式，变压器的中性点一般都是接地的包括外壳，所以对变压器来说，PE、N 是连接在一起的。因此，在不同的建筑电气设计中可以选择不同的接地方式。

3.2 变压器和保护装备设计

变压器在建筑电气中是很想重要的，根据楼层高低要选择是不是安装变压器，变压器安装的为位置，都是要考虑的问题，变压器可以改变电流，使原本带不动的电器正常工作，因此，在建筑电器的设计中，要考虑到多种因素的影响。简单举个例子，C 相负载总功率=（电脑 300W×10 台）+（空调 2k W×4 台）=11k W，计算三相总功率：11k W×3 相=33k W（变压器三相总功率），三相总功率/0.8，这是最重要的步骤，目前市场上销售的变压器 90%以上功率因素只有 0.8，所以需要除以 0.8 的功率因素。33k W/0.8=41.25k W（变压器总功率）41.25k W/0.85=48.529k W（需要购买的变压器功率），那么在购买时选择 50k VA 的变压器就可以。对裸露于地面和人身容易触及的带电设备，应采取可靠的防护措施。设备的带电部分与地面及其他带电部分应保持一定的安全距离。容易产生过电压的电力系统，应有避雷针、避雷线、避雷器、保护间隙等过电压保护装置。低压电力系统应有接地、接零保护装置。对各种高压用电设备应采取装设高压熔断器和断路器等不同类型的保护措施；对低压用电设备应采用相应的低电器保护措施进行保护。在电气设备的安装地点应设安全标志。根据某些电气设备的特性和要求，应采取特殊的安全措施。

3.3 照明供电系统设计

照明系统是电气系统的主干，每家每户都离不开照明，因此在电气设计时，照明系统的设计应该更加的合理和符合民情。照明系统既要满足新时期低碳环保的要求，还要满足节约成本的原则，因为照明系统是电器中使用最广泛的一个系统。设计原则上是要保证用户的正常使用，还要有持续可发展的理念，根据不同的建筑位置，因地制宜，选择不同功率的设备，在符合建筑电气设计的成本预算的基础之上，设计出一个相互独立又相互关联的照明系统。降低资源消耗，节约电力，节能减排，具体照明系统流程如图 1 所示。

4 总结

时代发展带动经济发展，经济发展带动各行各业的发展，在建筑电气发展规划中，低压供配电系统占了主要地位，因此低压供配电系统的可靠性和安全性是非常重要的，本文主要对低压供配系统的可靠新分析方法、影响因素、解决办法了简单的说明，以求在建筑电气行业做出贡献。

参考文献

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